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第1章 绪论1

1.1脉冲激光引信目标探测的地位与定义1

1.2脉冲激光目标探测技术的军事需求3

1.2.1反坦克弹药的军事需求3

1.2.2常规弹药的军事需求4

1.2.3防空反导的军事需求5

1.3脉冲激光定距与方位探测系统相关技术5

1.3.1脉冲鉴相体制的定距技术6

1.3.2基于FPGA的高频计数器脉冲激光测距技术6

1.3.3窄脉宽大功率半导体脉冲激光电源技术7

1.3.4光学系统抗冲击技术8

1.3.5小型化、低功耗技术9

第2章 激光基础理论及目标反射特性10

2.1受激辐射10

2.2激光的特性11

2.2.1激光的空间相干性和方向性11

2.2.2时间相干性和单色性12

2.2.3激光的高亮度（强相干光）13

2.3激光的大气传输特性14

2.3.1概述14

2.3.2大气吸收的基本性质16

2.3.3大气散射16

2.3.4大气湍流对激光传输的影响21

2.4脉冲激光在雨滴中的光散射模型及传输衰减23

2.4.1近似椭球雨滴的光散射特性24

2.4.2激光在降雨中传输的能量衰减32

2.5激光目标反射特性43

2.5.1光滑表面43

2.5.2粗糙表面45

2.5.3定距与方位探测时目标反射特性的影响分析46

第3章 脉冲激光定距与方位探测体制与理论49

3.1半导体激光器的工作原理及工艺49

3.1.1半导体激光器的工作原理49

3.1.2半导体激光器的工艺53

3.1.3典型PIN、雪崩光电二极管工作原理54

3.2脉冲激光定距探测的作用体制与理论56

3.2.1几何截断定距体制56

3.2.2脉冲激光测距机定距体制58

3.2.3距离选通定距体制59

3.2.4脉冲鉴相定距体制60

3.2.5几种作用体制的比较62

3.3脉冲激光方位探测的作用体制与理论63

3.3.1多辐射方位探测体制63

3.3.2分区探测体制64

3.3.3旋转扫描探测体制65

第4章 脉冲激光方位探测类型及发射系统设计67

4.1激光方位探测类型67

4.1.1多窗口探测型67

4.1.2成像型68

4.1.3掩模型70

4.1.4相干型72

4.2 LD激光发射系统模型74

4.2.1模型结构74

4.2.2模型PSPice分析75

4.3 LD驱动电路的实现76

4.3.1 LD物理结构与特性76

4.3.2定距用LD激光器种类分析77

4.3.3窄脉冲大电流LD电源驱动电路技术78

第5章 激光接收系统与信号处理系统86

5.1激光接收系统86

5.1.1光电放大电路理论分析与设计87

5.1.2视频放大电路理论分析91

5.2系统用信号处理及发火控制电路设计95

5.2.1脉冲鉴相体制下的以MCU+DSP为核心的方案设计95

5.2.2脉冲测距机体制下的以FPGA为核心的方案设计102

5.2.3发火控制电路105

5.3系统的低功耗设计与软件抗干扰106

5.3.1系统的低功耗设计106

5.3.2软件抗干扰106

第6章 超音速下激波对激光光束传输特性的影响108

6.1激波的形成与特点108

6.1.1超音速下激波的形成机理108

6.1.2弹头激波的数值仿真110

6.2超音速下激波对激光光束传输特性的影响111

6.2.1超音速下激波的光学特性111

6.2.2激波对激光定距系统光程影响的计算模型113

6.3激波的风洞模拟试验117

6.3.1试验方法117

6.3.2试验数据分析118

第7章 光敏管、光学透镜及镀膜技术120

7.1激光接收用光敏管特性分析120

7.1.1电磁波谱分析120

7.1.2光敏器件主要性能参数121

7.1.3某系列光敏管特性分析123

7.2光学透镜材料126

7.2.1常用光学透镜材料127

7.2.2树脂光学透镜材料特性128

7.3镀膜技术132

7.3.1镀膜相关技术与实现方法132

7.3.2薄膜的光学性质134

7.3.3薄膜在脉冲激光探测上的光学应用136

第8章 脉冲激光目标方位探测捕获率模型及弹目交会模型139

8.1坐标系选择与转换139

8.2脉冲激光目标方位探测及目标捕获率模型141

8.2.1脉冲激光目标方位探测目标捕获率模型141

8.2.2电动机转速、脉冲激光发射频率最佳匹配研究144

8.2.3典型目标被捕获情况仿真分析146

8.2.4目标捕获率误差分析149

8.3攻击典型目标弹目交会模型153

8.3.1攻击典型目标的最佳起爆延时和最佳起爆方位角模型153

8.3.2典型目标弹目交会仿真分析158

第9章 单脉冲激光全向动态扫描技术164

9.1单脉冲激光全向扫描光路技术164

9.1.1高强度单级非球面透镜半导体激光束准直整形技术164

9.1.2高强度单级非球面透镜接收光束聚焦技术171

9.1.3发射、接收通道共用激光全向扫描技术174

9.1.4单脉冲激光全向动态扫描光路激光传输模型179

9.2高速动态条件下光学模块抗高过载技术180

9.2.1弹丸发射高速动态条件引信零件载荷特性分析180

9.2.2非线性有限元动力学分析方法182

9.2.3光学模块各元件材料参数182

9.2.4激光发射模块抗高过载性能分析183

9.2.5激光接收模块抗高过载性能分析189

第10章 脉冲激光方位探测系统设计201

10.1脉冲激光自调节APD驱动电源技术201

10.1.1 APD驱动电源工作原理202

10.1.2非隔离反激式DC-DC电源建模分析202

10.1.3驱动电源设计实现205

10.2基于数字电位器的自动增益控制技术206

10.2.1自动增益控制原理分析206

10.2.2自动增益控制的实现207

10.2.3自动增益效果分析209

10.3发射、接收模块抗电磁干扰技术209

10.3.1电磁干扰机理分析209

10.3.2辐射干扰抑制211

10.3.3传导干扰抑制212

第11章 脉冲激光探测系统实验217

11.1原理样机简介217

11.2静态模拟实验217

11.2.1 APD驱动电源电压自动调节效果实验217

11.2.2数字电位器自动增益控制效果实验219

11.3发射、接收模块电磁干扰抑制实验220

11.4发射模块准直光斑观测实验221

11.5方位角磁电检测精度实验222

11.6方位角检测准动态模拟实验224

11.7激光在降雨中的传输特性实验225

11.7.1水滴及模拟降雨发生装置225

11.7.2模拟雨滴的激光衰减仿真与实验测试227

11.7.3模拟降雨下的激光传输特性实验234

参考文献237